JPS6327038A - 多層配線の形成方法 - Google Patents

多層配線の形成方法

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Publication number
JPS6327038A
JPS6327038A JP17023686A JP17023686A JPS6327038A JP S6327038 A JPS6327038 A JP S6327038A JP 17023686 A JP17023686 A JP 17023686A JP 17023686 A JP17023686 A JP 17023686A JP S6327038 A JPS6327038 A JP S6327038A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
silicon oxide
layer
aluminum
metal wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP17023686A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Yamada
義明 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6327038A publication Critical patent/JPS6327038A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層配線の形成方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、アルミニウム配線間の眉間絶縁膜としては、気相
成長法による酸化シリコン膜や窒化シリコン膜が使われ
てきた。
従来の多層配線の形成方法の一例として、眉間絶縁膜に
、プラズマCVD法により形成された窒化シリコン膜を
用いた場合のアルミニウム2層配線の形成方法を第2図
を参照して説明する。
まず、第2図(a)に示すように、表面が酸fヒシリコ
ン膜2で覆われたシリコン基板1上に第1層目のアルミ
ニウム配線13を形成する。次に、第2図(b)に示す
ように、シリコン基板1の全面にプラズマCVD法によ
り窒化シリコン膜7を形成する。
次に、第2図(c)に示しように、この窒化シリコン膜
7の所望の位置に第1層目のアルミニウム配線13に達
する開孔部10を設ける。次に、第2図(d)に示すよ
うに、窒化シリコン膜7の開孔部10を覆うアルミニウ
ム層を設けたのちパターニングし第1層目のアルミニウ
ム配線3と他の素子をオーミックに接続する第2層目の
アルミニウム配線19を形成する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の多層配線の形成方法では、第1層目のア
ルミニウム配線13の段部で窒化シリコン膜などの眉間
絶縁膜はオーバーハング形状となり、さらに上層のアル
ミニウム配線を形成した際、そのオーバーハング形状に
なった段部で第212(d)にボしたように、アルミニ
ウム配線19が薄く形成され断線してしまうという欠点
を有する。
この断線は、下層の配線間隔が小さくなるほど起こりや
すいため、配線ピッチを小さくすることができず、デバ
イスの高集積化のさまたげとなっている。
本発明の目的は、断線の生じることのない多層配線の形
成方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の多層配線の形成方法は、シリコン基板上゛の絶
縁膜上にアルミニウム又はアルミニウム合金と高融点金
属又は高融点金属化合物とアルミニウムとを順次被着し
たのちパターニングして3層構造の下層の金属配線を形
成する工程と、前記シリコン基板に負の電圧を印加する
バイアススパッタ法により前記下層の金属配線を含む全
面に酸化シリコン膜を形成する工程と、前記酸化シリコ
ン膜をエツチングし前記下層の金属配線の角部を露出さ
せる工程と、前記下層の金属配線を構成する上層のアル
ミニウムをエツチング除去すると同時に下層の金属配線
上の前記酸化シリコン膜を除去する工程と、前記下層の
金属配線を構成する高融点金属又は高融点金属化合物表
面を含む全面に窒化シリコン膜を形成する工程と、前記
窒化シリコン膜上にアルミニウム又はアルミニウム合金
を被着したのちパターニングし上層の金属配線を形成す
る工程とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図(a)〜(g>は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、表面にSiO□等の
絶縁膜2が形成されたシリコン基板1上に3層からなる
下層の金属配線を形成する。すなわち、アルミニウム又
はアルミニウム合金膜3を3000〜10000人、T
i膜を500〜3000人及びアルミニウム膜5を50
0〜2000人の厚さに順次形成したのちパターニング
し3層構造の下層の金属配線11Aを形成する。
次に、第1図(b)に示すように、シリコン基板]に負
の電圧を印加するバイアススパッタ法により酸化シリコ
ン膜6を3層構造の下層の金属配線11Aとほぼ同じ膜
厚に形成する。
次に、第1図(c)に示すように、バイアススパッタ装
置内でスパッタエツチングにより酸化シリコン膜6をエ
ツチングし、下層の金属配線11Aの角部、すなわち、
上層のアルミニウム膜5の端部を露出させる。
酸化シリコン膜6を形成する際、基板に印加する負バイ
アスが大きな場合は下層の金属配線11Aの角部はシリ
コン酸化膜6に覆われることがないので、この工程を省
略することが可能である。
次に、第1図(d)に示すように、リン酸溶液により上
層のアルミニウム膜5をエツチング除去すると同時に、
上層のアルミニウム膜5の上部の酸化シリコン膜6も同
時に除去する。この操作により下層の金属配線11B間
に段部を形成する溝は平坦化される。また、リン酸溶液
によるアルミニウム膜5のエツチング時、エツチングは
Ti膜4で停止するため、下層のアルミニウム膜又はア
ルミニウム合金膜3がエツチングされることは無い。
次に、第1図(e)に示すように、シリコン基板1の全
面にプラズマCVD法により窒化シリコン膜7を層間絶
縁膜として形成したのち、その表面をフォトレジスト膜
8で覆い、パターニングして所望の位置に開孔部10A
を設ける。
次に、第1図(f)に示すように、このフォトレジスト
膜8をマスクとし、窒化シリコン膜7をエツチングし、
下層の金属配線11Bに達する開孔部10Bを設ける。
次に、第1図(g>に示すように、前工程で設けた窒化
シリコン膜7の開孔部10Bを覆うアルミニウム膜又は
アルミニウム合金膜を設けたのちパターニングし、下層
の金属配線11Bと他の素子をオーミックに接続する上
層の金属配線9を形成することにより2層配線が完成す
る。
このように本実施例によれば、下層の金属配線11B間
の溝はその配線間隔によらず、バイアススパッタ法によ
る酸化シリコン膜6により埋められて平坦化されるため
、この上に窒化シリコン膜7を介して形成される上層の
金属配線9は断線することなく容易に形成できる。
また、下層及び上層の金属配線間をつなぐ開孔部10B
を設ける際、第3図に示すように大きく位置がずれても
、さらに第4図に示すように開孔部10Bの幅を下層の
金属配線11Bの幅より大きくても、窒化シリコン膜7
と酸化シリコン膜6のエツチング比が大きくなるエツチ
ング条件を選んで窒化シリコン膜7をエツチングするこ
とで、開孔部10Bは良好な形状が得られるので、上層
と下層の金属配線間は良好なオーミックコンタクト特性
が得られる。
したがって、下層の金属配線間隔が狭くなってもバイア
ススパッタ法による酸化シリコン膜により平坦化は可能
であり、また下層及び上層の金属配線間をつなぐ開孔部
を設ける際、下層の金属配線に対して余裕を持たせる必
要が無くなるため、配線ピッチを大幅に縮めることが可
能である。
尚、上記実施例においては2層配線を形成する場合につ
いて説明したが、各層の金属配線を下層の金属配線11
Aと同様に3層構造とすることにより、2層以上の多層
配線を形成することができる。また、下層の金属配線を
構成する金属としてTiを用いたが、この他、W、Ti
W、TiN等の高融点金属又は高融点金属化合物を用い
ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、下層の金属配線をアルミ
ニウム又はアルミニウム合金と、高融点金属又は高融点
金属化合物とアルミニウムとの3層構造とし、この下層
の金属配線間の溝をバイアススパッタ法による酸化シリ
コン膜で埋めると共に、下層の金属配線表面の酸化シリ
コン膜を除去して平坦化することにより、この下層の金
属配線上に形成される層間絶縁膜としての窒化シリコン
膜は平坦となる。従って、この窒化シリコン膜上に形成
される上層の金属配線は従来のように断線することはな
く、しかも容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第2図(a
)〜(d)は従来の多層配線の形成方法を説明するため
の工程順に示した半導体チップの断面図、第3図及び第
4図は本発明の一実施例の効果を説明するための半導体
チップの断面図である。 1・・・シリコン基板、2・・・絶縁膜、3・・・アル
ミニウム又はアルミニウム合金膜、4・・・Ti膜、5
・・・アルミニウム膜、6・・・酸化シリコン膜、7・
・・窒化シリコン膜、8・・・フォトレジスト膜、9・
・・上層の金属配線、10.ioA、IOB・・・開孔
部、lIA、IIB・・・下層の金属配線、13・・・
第1層目のアルミニウム配線、19・・・第2層目のア
ルミニウム配線。 1  シリつン芸右シ 2. 車色I4.耳受 5、アルSコウム腰 7: 窒化〉りつン膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  シリコン基板上の絶縁膜上にアルミニウム又はアルミ
    ニウム合金と高融点金属又は高融点金属化合物とアルミ
    ニウムとを順次被着したのちパターニングして3層構造
    の下層の金属配線を形成する工程と、前記シリコン基板
    に負の電圧を印加するバイアススパッタ法により前記下
    層の金属配線を含む全面に酸化シリコン膜を形成する工
    程と、前記酸化シリコン膜をエッチングし前記下層の金
    属配線の角部を露出させる工程と、前記下層の金属配線
    を構成する上層のアルミニウムをエッチング除去すると
    同時に下層の金属配線上の前記酸化シリコン膜を除去す
    る工程と、前記下層の金属配線を構成する高融点金属又
    は高融点金属化合物表面を含む全面に窒化シリコン膜を
    形成する工程と、前記窒化シリコン膜上にアルミニウム
    又はアルミニウム合金を被着したのちパターニングし上
    層の金属配線を形成する工程とを含むことを特徴とする
    多層配線の形成方法。
JP17023686A 1986-07-18 1986-07-18 多層配線の形成方法 Pending JPS6327038A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4830888A (ja) * 1971-08-25 1973-04-23
JPS6134956A (ja) * 1984-07-26 1986-02-19 Nec Corp 配線層の形成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4830888A (ja) * 1971-08-25 1973-04-23
JPS6134956A (ja) * 1984-07-26 1986-02-19 Nec Corp 配線層の形成方法

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